A Válvula de Tesla

A válvula de Tesla

O efeito termo-iônico, quando a corrente elétrica flui num meio de baixíssima pressão atmosférica por efeito de calor, foi descoberto nos laboratórios de Edison por John Ambrose Fleming, quando trabalhava para melhorar o desempenho da primeira lâmpada elétrica prática.


A marca da válvula é uma homenagem do fabricante ao famoso cientista croata.

Quem inventou a válvula termoiônica triodo, também conhecida como audion, foi Lee de Forest.
Com esse dispositivo, foi possível controlar o fluxo da corrente elétrica. O invento de Forest permitiu  desenvolvimento da telefonia por fio, radio-telefonia, eletroacústica em alta fidelidade e computadores eletrônicos de primeira geração.

O nome de Tesla está fortemente ligado ao desenvolvimento da eletrotécnica, principalmente na geração, distribuição e transformação da corrente alternada.

Mas, surpreendentemente, Tesla navegou em outros campos da física.

Conheçam a válvula hidráulica de Tesla, um dispositivo genial de controle de fluxo de líquidos sem qualquer parte móvel



Há uma anedota no meio acadêmico que diz que um engenheiro vale mais que dez mil cientistas.

1 Tesla = 10.000 Gauss.

Lógico, é só uma provocação   .

O cientista descobre, o engenheiro aplica a descoberta em dispositivos úteis, que por sua vez abre o horizonte para novas descobertas. E assim por diante.

Válvula de Tesla

Válvula inventada por Tesla há um século pode ter usos modernos
Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/05/2021



Comparação dos fluxos na direção reversa (da direita para a esquerda) em três velocidades. A corrente de água é visualizada com corantes verdes e azuis, mostrando que os fluxos são cada vez mais caóticos conforme a velocidade aumenta.
[Imagem: NYU Applied Mathematics Laboratory]

Uma válvula inventada pelo engenheiro Nikola Tesla um século atrás - ele a patenteou em 1920 - pode não ser tudo o que o icônico inventor dizia, mas apresenta funcionalidades das quais os engenheiros até hoje não haviam se dado conta, o que abre várias possibilidades de aplicações práticas.

O dispositivo de Tesla, que ele chamou de "conduíte valvular", é essencialmente uma válvula sem partes móveis: um intrincado padrão de rotas no interior de um tubo força o movimento do fluido em uma direção, mas retém o fluxo quando se tenta fazer o fluido voltar pelo mesmo caminho.

"É notável que essa invenção de 100 anos ainda não seja completamente compreendida e possa ser útil em tecnologias modernas de maneiras ainda não consideradas," disse o professor Leif Ristroph, da Universidade de Nova York. "Embora Tesla seja conhecido como um mago das correntes elétricas e dos circuitos elétricos, seu trabalho menos conhecido para controlar fluxos ou correntes de fluidos estava realmente à frente do seu tempo."


Controle de fluxos

Para entender a funcionalidade da válvula de Tesla, Ristroph e seus alunos construíram um protótipo com 30 centímetros de comprimento e fizeram uma série de experimentos, submetendo o dispositivo a variadas condições - velocidade, volume e pressão - e medindo sua resistência à passagem do fluxo nos dois sentidos.

Tesla dizia que sua válvula ofereceria uma resistência ao fluxo reverso até 200 vezes maior do que a resistência ao fluxo normal; o protótipo construído pela equipe, contudo, obteve um valor de apenas 2 vezes maior resistência - o professor Ristroph afirma que não há sequer documentação sobre se Tesla realmente teria construído um protótipo do seu conduíte valvular.

Mas o que importa mesmo é que o dispositivo funciona, e funciona de forma parecida a um interruptor: Com fluxos de baixa velocidade, não há diferença na resistência para fluxos diretos e reversos; contudo, acima de uma certa velocidade do fluxo, o dispositivo "liga" abruptamente, passando a resistir significativamente aos fluxos reversos.

"Crucialmente, esse acionamento vem com a geração de fluxos turbulentos na direção reversa, que 'obstruem' o tubo com vórtices e correntes perturbadoras," explicou Ristroph. "Além disso, a turbulência aparece em taxas de fluxo muito mais baixas do que jamais foi observado para tubos de formatos mais padrão - uma velocidade até 20 vezes menor do que a turbulência convencional em um tubo ou cano cilíndrico. Isso mostra o poder que ele tem para controlar os fluxos, o que pode ser usado em muitas aplicações."



Além de controlar a direcionalidade e suavizar o fluxo, a válvula de Tesla não tem partes móveis.
[Imagem: Quynh M. Nguyen et al. - 10.1038/s41467-021-23009-y]

Aplicações da válvula de Tesla

Outra descoberta importante é que a válvula de Tesla funciona ainda melhor quando o fluxo não é estável - quando se trata de pulsos ou oscilações, que o dispositivo então converte em um fluxo de saída suave e direcionado. Esta ação de bombeamento imita os conversores elétricos, que transformam a corrente alternada em corrente contínua (AC-DC).

"Acreditamos que era isso que Tesla tinha em mente para o dispositivo, já que ele estava pensando em operações análogas com correntes elétricas. Na verdade, ele é mais famoso por inventar o motor AC e também um conversor AC-DC," observou Ristroph.

Essa capacidade da válvula de controlar o sentido dos fluxos, garantir uma saída homogênea e gerar turbulência em baixas velocidades, abre várias possibilidades de uso para a invenção de Tesla, a começar pela substituição das válvulas tradicionais, muito mais complicadas e com peças móveis que se desgastam.

"O dispositivo de Tesla é uma alternativa à válvula de retenção convencional, cujas partes móveis tendem a se desgastar com o tempo," explicou Ristroph. "E agora sabemos que ela é muito eficaz em misturar (fluidos) e pode ser usada para aproveitar as vibrações em motores e máquinas para bombear combustível, líquidos de refrigeração, lubrificante ou outros gases e líquidos."

Bibliografia:

Artigo: Early turbulence and pulsatile flows enhance diodicity of Tesla’s macrofluidic valve
Autores: Quynh M. Nguyen, Joanna Abouezzi, Leif Ristroph
Revista: Nature Communications
Vol.: 12, Article number: 2884
DOI: 10.1038/s41467-021-23009-y

fonte:
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=valvula-nikola-tesla&id=010170210518&ebol=sim#.YKVoRrdKi1s

O site "Manual do Mundo" fez vários experimentos com a Válvula de Tesla:



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